專利名稱：零排放氣體干燥裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種零排放的氣體干燥裝置工業(yè)上常需對氣體進行干燥。例如用天然氣作燃料的汽車，要求天然氣的水露點為≤-55℃，H2、CO2及高純度氣體的水露點為≤-60℃。對該類氣體通常采用吸附干燥的方法進行脫水，吸附劑常用硅膠、鋁膠或分子篩等。用作吸附劑的物質具有大量孔隙，當氣體中水蒸氣與其接觸時，在吸附劑表面產生毛細現(xiàn)象，在壓差的作用下，水蒸氣產生擴散運動，此即吸附干燥過程。吸附了一定水分的吸附劑失去繼續(xù)吸附水的能力，則須對吸附劑進行脫濕即再生處理，以恢復其吸附水的功能。目前應用的吸附式氣體干燥裝置大多為雙罐結構，其一個罐進行吸附，另一個罐進行再生。用于天然氣的單罐結構的干燥裝置，其吸附和再生是交替輪換進行的。再生時，必須將再生罐內的壓力降低，使吸附劑一般在接近大氣壓的低壓下解析再生，并用一定量干燥氣體回流反吹、吹冷，將解析出的水蒸氣帶出再生罐?；亓鞣创禋馔ǔＲ訜岬?00-300℃。再生罐的壓力由吸附壓力降到接近大氣壓時，有一部分氣體需排放出來。對排放出的氣體，處理方法一般有二一是排放到大氣中，不僅造成資源浪費和大氣污染，可燃性氣體還會引起火災和爆炸；二是將排放的氣體回收利用，可燃性氣體也可作為火炬氣燒掉，但該方法需增加設備和投資。
由于現(xiàn)有用于天然氣、氫氣的干燥裝置都采用高壓下吸附，低壓下解析的工藝流程結構，參見


圖1，解析時，須先排放再生罐內氣體，使罐內壓力降至接近大氣壓力，其主要缺點如下1.操作復雜。再生罐排氣速度過快，會加速吸附劑粉化，降低吸附劑壽命和干燥氣體質量；太慢則會縮短再生時間，影響再生效果；
2.當被排放氣體排放到大氣中時會污染大氣，天然氣中的甲烷和CO2氣體會產生溫室效應，可燃氣體還有可能引起火災和爆炸，使用不安全；3.如果回收被排放氣體，則需增加壓縮機、冷卻器、分離器、貯罐和輸送管道及閥等設備，設備投資巨大；4.無論將排放的可燃性氣體作為火炬氣燒掉，還是排放到大氣中，都是對能源的極大浪費；5.自動化程度低。
本實用新型的目的在于避免上述現(xiàn)有技術中的不足之處，而提供一種操作簡便，自動化程度高，使用安全，有利于環(huán)保，成本低，再生效果佳的零排放氣體干燥裝置。
本實用新型的目的可通過以下措施來達到一種零排放氣體干燥裝置，包括風機9及由干燥罐1、2構成的干燥器21，所述干燥器21的上、下端口分別與上管系17及下管系18連通；所述的上管系17由并聯(lián)的再生排氣閥3、4和并聯(lián)的進氣閥5、6相并聯(lián)構成，所述進氣閥5、6的連接管29與設置于進氣管20上的前置過濾器15連通，所述再生排氣閥3、4的連接管28與冷卻器7連通，冷卻器7后設置有分離器8；所述的下管系18由并聯(lián)的再生進氣閥13、14和并聯(lián)的排氣閥11、12相并聯(lián)構成，所述排氣閥11、12的連接管30與設置于輸氣管19上的后置過濾器16連通，所述再生進氣閥13、14的連接管31與加熱器10相連接；其特殊之處在于所述分離器8的輸出接再生排氣管系23，所述再生排氣管系23的一路經閥25與進氣閥5、6的連接管29相連接，所述再生排氣管系23的另一路經連通管24依次接閥26、27；所述閥27的一端接排氣閥11、12的連接管30，另一端接風機9；所述風機9與加熱器10通過再生進氣管系22相連接。
上述前置過濾器15可配置氣液分離器或精密除油過濾器等。
上述前置過濾器15之前可配置氣液分離器，之后可配置精密除油過濾器。
上述加熱器10可以是采用一個加熱器的一級加熱器，也可以是采用兩個加熱器的二級加熱器等。
上述風機9可采用羅茨風機、螺桿壓縮機或活塞式壓縮機等。
上述冷卻器7可采用風冷式或水冷式等。
上述分離器8可采用慣性分離器、過濾分離器之一或其組合。
本實用新型與現(xiàn)有技術相比具有如下優(yōu)點1.操作簡便。只需按規(guī)定程序切換閥門，其余如冷卻、增壓、加熱過程的控制操作均自動進行；2.采用單片機或PLC控制器進行控制，運行狀態(tài)及參數(shù)可以顯示、記錄、修改；3.自動化程度高?？蓪崿F(xiàn)遠程控制，故障自動報警；4.解析氣無需向大氣中排放，既節(jié)約了能源，又節(jié)省了開支，也有利于環(huán)境保護，避免了甲烷、CO2等氣體對大氣產生溫室效應；5.使用安全。避免了可燃性氣體排放而產生的燃燒和爆炸危險；6.無需為再生氣回收利用而增加設備和資金，降低了設備及使用成本；7.可在2.5-25bar線壓力下實現(xiàn)帶壓循環(huán)再生；再生效果佳，且提高了吸附劑壽命和干燥氣體質量；8.既適用于天然氣、氫氣等可燃易爆氣體的干燥，也適用于其它氣體和高純度氣體的干燥。
附圖圖面說明如下
圖1為現(xiàn)有技術的結構示意圖；圖2為本實用新型的結構圖。
附圖標號說明1-干燥罐、2-干燥罐、3-再生排氣閥、4-再生排氣閥、5-進氣閥、 6-進氣閥、 7-冷卻器、 8-分離器、 9-風機、10-加熱器、11-排氣閥、12-排氣閥、13-再生進氣閥、14-再生進氣閥、15-前置過濾器、16-后置過濾器、17-上管系、18-下管系、19-輸氣管、20-進氣管、21-干燥器、22-再生進氣管系、23-再生排氣管系、24-連通管、25-閥、26-閥、27-閥、28-連接管、29-連接管、30-連接管、31-連接管。
下面將結合附圖及實施例對本實用新型作進一步詳述參見圖2，本實用新型的各組成部分在干燥器底座上撬裝成一個整體系統(tǒng)。前置過濾器15的進口與進氣管20相連，其出口與干燥器21的上管系17的進口相連；干燥罐1、2的進口與上管系17出口相連，干燥罐1、2的出口與下管系18進口相連；后置過濾器16進口與下管系18出口相連，其出口與輸氣管19相連；冷卻器7進口與再生排氣管系23相連，其出口與分離器8進口相連；分離器8出口與再生排氣管系23和連接管29相連；風機9進口與下管系18出口相連，其出口與加熱器10進氣口相連；加熱器10的出氣口與下管系18再生進氣口相連；再生進氣管系22和再生排氣管系23間通過連通管24連通，連通管24上設有閥門26。干燥罐1和2內充滿吸附劑，吸附劑常用硅膠、鋁膠或分子篩。控制系統(tǒng)可采用單片機或PLC控制器組成，可配置溫度傳感器等元件。閥門控制手動切換或氣動控制自動切換均可。
工作時，由輸氣管19來的天然氣、H2、CO2或高純氣體等需脫水干燥的氣體，進入固定在底座上的前置過濾器15，除去其中的固體粉塵、游離態(tài)水、凝析油后，經干燥器21上管系17中的進氣閥5進入干燥罐1，氣流由上向下流經吸附劑床層，干燥后的氣體經下管系18中的排氣閥12排出，進入后置過濾器16，除去其中的吸附劑粉末后，向排氣管輸送無油、無水、無塵的潔凈氣體。在干燥罐1進行吸附操作的同時，另一干燥罐2在進行解析再生。再生循環(huán)分為閉式循環(huán)和開式循環(huán)兩種，本裝置可按閉式循環(huán)再生，亦可按開式循環(huán)再生。干燥罐2內的氣體經再生排氣閥4進入冷卻器7，被冷卻后進入分離器8，氣體中的水分被冷凝分離。閉式循環(huán)再生時，氣體經再生排氣管系23和連通管24進入封閉在容器中的風機9被壓縮增壓，壓力升高后的氣體經加熱器10被加熱后，經再生進氣閥13進入干燥罐2，自下而上流經吸附劑床層，加熱罐內吸附劑并將解析出的水蒸汽帶出，再經再生排氣閥4進入冷卻器7，如此循環(huán)，直至再生結束。開式循環(huán)再生時，連通管24上的閥26關閉，由下管系18出氣口來的干氣經閥27進入風機9被壓縮增壓，升壓后的氣體經加熱器10被加熱后，經再生進氣閥13進入干燥罐2，由下向上流經吸附劑床層，加熱罐內吸附劑并將解析出的水蒸汽帶出，經再生排氣閥4進入冷卻器7，被冷卻后進入分離器8，氣體中的水分被冷凝分離后，再經閥25進入上管系17的進氣口，與原料氣匯合后經進氣閥5進入干燥罐1，進行吸附干燥，直至再生結束。再生結束后，再生排氣閥4關閉，干燥罐2進入均壓待切換狀態(tài)。至此，一個吸附再生循環(huán)完成。切換后，干燥罐2進行吸附，干燥罐1進行解析再生，又一個吸附再生循環(huán)開始。吸附工作時間通常8小時，再生時間6小時，閥門切換由人工手動切換或氣動控制切換，再生循環(huán)由單片機或PLC控制器控制。
本實用新型的前置過濾器15可根據(jù)被干燥氣體氣質情況，如含游離水，凝析油等增加配置一級氣液分離器或精密除油過濾器，必要時也可增加二級，即按氣液分離器+前置過濾器+精密除油過濾器的方式配置；加熱器10可采用一個加熱器的一級加熱或兩個加熱器的二級加熱器；風機9可采用羅茨風機，也可為螺桿壓縮機或活塞式壓縮機，羅茨風機裝在壓力容器殼體內或不帶容器殼體；冷卻器7采用風冷式或水冷式均可，換熱器可采用板翅式、管翅式或管殼式。分離器8可采用慣性分離或過濾分離等方式對解析氣進行氣液分離，也可采用慣性分離與過濾分離的組合方式。
權利要求1.一種零排放氣體干燥裝置，包括風機(9)及由干燥罐(1)、(2)構成的干燥器(21)，所述干燥器(21)的上、下端口分別與上管系(17)及下管系(18)連通；所述的上管系(17)由并聯(lián)的再生排氣閥(3)、(4)和并聯(lián)的進氣閥(5)、(6)相并聯(lián)構成，所述進氣閥(5)、(6)的連接管(29)與設置于進氣管(20)上的前置過濾器(15)連通，所述再生排氣閥(3)、(4)的連接管(28)與冷卻器(7)連通，冷卻器(7)后設置有分離器(8)；所述的下管系(18)由并聯(lián)的再生進氣閥(13)、(14)和并聯(lián)的排氣閥(11)、(12)相并聯(lián)構成，所述排氣閥(11)、(12)的連接管(30)與設置于輸氣管(19)上的后置過濾器(16)連通，所述再生進氣閥(13)、(14)的連接管(31)與加熱器(10)相連接；其特征在于所述分離器(8)的輸出接再生排氣管系(23)，所述再生排氣管系(23)的一路經閥(25)與進氣閥(5)、(6)的連接管(29)相連接，所述再生排氣管系(23)的另一路經連通管(24)依次接閥(26)、(27)；所述閥(27)的一端接排氣閥(11)、(12)的連接管(30)，另一端接風機(9)；所述風機(9)與加熱器(10)通過再生進氣管系(22)相連接。
2.如權利要求1所述的零排放氣體干燥裝置，其特征在于所述的前置過濾器(15)配置氣液分離器或精密除油過濾器。
3.如權利要求1所述的零排放氣體干燥裝置，其特征在于所述的前置過濾器(15)之前配置有氣液分離器，之后配置有精密除油過濾器。
4.如權利要求1或2或3所述的零排放氣體干燥裝置，其特征在于所述的加熱器(10)為采用一個加熱器的一級加熱器或采用兩個加熱器的二級加熱器。
5.如權利要求4所述的零排放氣體干燥裝置，其特征在于所述的風機(9)為用羅茨風機、螺桿壓縮機或活塞式壓縮機。
6.如權利要求5所述的零排放氣體干燥裝置，其特征在于所述的冷卻器(7)為風冷式或水冷式。
7.如權利要求6所述的零排放氣體干燥裝置，其特征在于所述的分離器(8)為慣性分離器、過濾分離器之一或其組合。
專利摘要一種零排放氣體干燥裝置，其干燥器的上、下端口分別與上、下管系連通；上管系由串聯(lián)的再生排氣閥和串聯(lián)的進氣閥并聯(lián)構成，進氣閥的連接管與設于進氣管上的前置過濾器連通，再生排氣閥的連接管與冷卻器連通，冷卻器后設有分離器；下管系由串聯(lián)的再生進氣閥和串聯(lián)的排氣閥相并聯(lián)構成，排氣閥的連接管與設于輸氣管上的后置過濾器連通，再生進氣閥的連接管與加熱器相連接；分離器的輸出接再生排氣管系，其一路經閥與進氣閥的連接管相連，另一路經連通管、閥一端接排氣閥的連接管，另一端接風機；風機與加熱器通過再生進氣管系相連。本裝置操作簡便，自動化程度高，使用安全，有利于環(huán)保，成本低，再生效果佳，完全實現(xiàn)了解吸再生氣的零排放。
文檔編號B01D53/047GK2590644SQ0229288
公開日2003年12月10日 申請日期2002年12月31日 優(yōu)先權日2002年12月31日
發(fā)明者李大明, 張志全, 吉軍 申請人:西安聯(lián)合超濾凈化設備有限公司